制造具有减少的界面层阻抗的相关电子材料设备制造技术

本技术总体涉及制造例如用于执行切换功能的相关电子材料。在实施例中，描述了处理，这些处理可以用于避免在例如导电衬底和相关电子材料之间的界面表面处形成可能的电阻氧化层。界面层(265、275)减少了界面层阻抗。

Manufacturing of related electronic material equipment with reduced interface impedance

The technology generally involves the manufacture of related electronic materials, for example, for performing switching functions. In an embodiment, processes are described that can be used to avoid the formation of a possible resistive oxide layer at the interface surface between, for example, conductive substrates and related electronic materials. The interface layer (265, 275) reduces the impedance of the interface layer.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造具有减少的界面层阻抗的相关电子材料设备
本技术涉及相关电子材料设备，并且更具体地，可以涉及制造例如可以在开关、存储器电路等中使用的呈现期望阻抗特性的相关电子材料设备的方法。
技术介绍
例如，可以在各种电子设备类型中找到诸如电子开关设备之类的集成电路设备。例如，存储器和/或逻辑设备可以包含适用于计算机、数码相机、蜂窝电话、平板设备、个人数字助理等的电子开关。在考虑电子开关设备是否适用于特定应用时，设计者可能感兴趣的与电子开关设备有关的因素可包括例如物理尺寸、存储密度、工作电压、阻抗范围和/或功耗。设计者可能感兴趣的其他因素可包括例如制造成本、易于制造、可扩展性和/或可靠性。此外，对具有较低功率和/或较高速度的特性的存储器和/或逻辑设备的需求似乎不断增加。附图说明在说明书的结尾部分特别指出并明确要求保护了所要求保护的主题。然而，关于操作的组织和/或方法，连同其目的、特征和/或优势，通过参考下面的详细描述，如果与附图一起阅读，则可以最好地进行理解，在附图中：图1A是由相关电子材料形成的设备的电流密度相对电压分布的实施例的图示；图1B是包括相关电子材料的开关设备的实施例的图示以及相关电子材料开关的等效电路的示意图；图2A是相关电子材料开关设备的实施例的图示，该相关电子材料开关设备包括在导电材料和相关电子材料之间的界面层处的氧化物；图2B是与图2A的示例开关设备相对应的电流密度相对电压分布的实施例的图示；图2C是开关设备的实施例的图示，该开关设备包括在导电材料和相关电子材料之间的界面层处形成的细丝(filament)；图3A是相关电子材料和导电衬底之间的界面层的实施例的图示，其中界面层包括减少的阻抗；图3B-3D是用于制造具有减少的界面阻抗的相关电子材料设备的工艺的实施例的流程图；图4A是包括布置在导电材料上的相关电子材料的实施例的图示，其中相关电子材料和导电材料之间的界面层包括减少的阻抗；图4B-4D是用于制造具有减少的界面阻抗的相关电子材料设备的工艺的实施例的流程图；图5-6是用于制造具有减少的界面层阻抗的相关电子材料的通用工艺的实施例的流程图；图7是在用于制造导电衬底的沉积和退火工艺中使用的温度分布的实施例的图示，该温度分布是时间的函数；图8是在用于制造相关电子材料设备的沉积和退火工艺中使用的温度和等离子体功率分布的实施例的图示，该温度和等离子体功率分布是时间的函数；以及图9是被实现为制造具有减少的界面层阻抗的相关电子材料设备的集群工具的实施例的图示。具体实施方式在下面的详细描述中参考形成其一部分的附图，其中，相同的标号可以始终指定相应和/或类似的相同部分。将理解，附图不一定是按比例绘制的，例如，为了说明的简单性和/或清楚性。例如，一些实施例的尺寸可能相对于其他实施例被夸大。此外，将理解，可以使用其他实施例。此外，可以做出结构和/或其他改变而不脱离所要求保护的主题。本说明书通篇对“所要求保护的主题”的引用是指旨在由一个或多个权利要求或其任何部分涵盖的主题，并且不一定旨在表示完整的权利要求集、权利要求集的特定组合(例如，方法权利要求、装置权利要求等)、或特定权利要求。还应注意，例如，诸如上、下、顶部、底部等之类的方向和/或参考可以用于促进对附图的讨论并且不旨在限制所要求保护的主题的应用。因此，下面的详细描述不被理解为限制所要求保护的主题和/或等同物。本说明书通篇对一个实现方式、实现方式、一个实施例、实施例和/或类似项的引用意味着结合特定实现方式和/或实施例所描述的特定特征、结构、特性和/或类似项被包括在是要求保护的主题的至少一个实现方式和/或实施例中。因此，这类短语例如在整个说明书中的各个地方的出现不一定旨在指代同一实现方式和/或实施例或者任何一个特定实现方式和/或实施例。此外，应理解，所描述的特定特征、结构、特性和/或类似项能够以各种方式被组合在一个或多个实现方式和/或实施例中，并且因此在预期的权利要求范围内。通常，当然，如同专利申请的说明书的情况一样，这些问题和其他问题可能在特定使用上下文中发生变化。换句话说，在整个公开内容中，描述和/或使用的特定上下文提供了关于将被绘制的合理推论的有用指导；然而，同样地，“在该上下文中”通常没有进一步限定，指的是本公开的上下文。本公开的特定实施例描述了用于制备和/或制造相关电子材料(CEM)以形成例如相关电子开关的方法和/或工艺，例如，可以用于形成存储器和/或逻辑设备中的相关电子随机存取存储器(CERAM)。例如，可用于构造CERAM设备和CEM开关的相关电子材料还可以包括各种其他电子电路类型，例如，存储器控制器、存储器阵列、滤波器电路、数据转换器、光学仪器、锁相环电路、微波和毫米波收发器等，但所要求保护的主题在这些方面的范围不受限制。在该上下文中，CEM开关可以呈现基本上快速的导体到绝缘体转换，这可以通过电子相关而不是固态结构相变来实现，例如，响应于例如相变存储设备中的从晶态到非晶态的变化，或者在另一示例中，响应于在电阻RAM设备中形成细丝。在实施例中，CEM设备中的基本上快速的导体到绝缘体转换可以响应于量子力学现象，与熔化/凝固或细丝形成相反，例如，在相变和电阻RAM设备中。可以在若干实施例中的任何一个中理解例如CEM中的相对导电状态和相对绝缘状态之间、和/或在第一和第二阻抗状态之间的这种量子力学转换。如本文所使用的，术语“相对导电状态”、“相对较低阻抗状态”和/或“金属状态”可以是可互换的，和/或有时可以称为“相对导电/较低阻抗状态”。类似地，术语“相对绝缘状态”和“相对较高阻抗状态”在本文中可以互换使用，和/或有时可以称为相对“绝缘/较高阻抗状态”。在相对绝缘/较高阻抗状态和相对导电/较低阻抗状态之间的相关电子材料的量子力学转换可以根据莫特(Mott)转换来理解。根据莫特转换，如果发生莫特转换条件，则材料可以从相对绝缘/较高阻抗状态切换到相对导电/较低阻抗状态。莫特标准可以由(nc)1/3a≈0.26定义，其中，nc表示电子的浓度，并且其中，“a”表示玻尔(Bohr)半径。当达到临界载流子浓度从而使得满足莫特标准时，将发生莫特转换。响应于莫特转换发生，CES设备的状态从相对较高电阻/较高电容状态(例如，绝缘/较高阻抗状态)变为与较高电阻/较高电容状态基本不同的相对较低电阻/较低电容状态(例如，导电/较低阻抗状态)。莫特转换可以由电子的局部化来控制。若载流子(例如，电子)例如被局部化，则认为载流子之间的强库仑相互作用将CEM的能带分离以实现相对绝缘(相对较高阻抗)状态。若电子不再被局部化，则弱库仑相互作用可以占主导地位，这可能导致带分裂的移除，进而可以实现与相对较高阻抗状态基本不同的金属(导电)带(相对较低阻抗状态)。此外，在实施例中，除了电阻变化之外，从相对绝缘/较高阻抗状态切换到基本不同的和相对导电/较低阻抗状态可能引起电容变化。例如，CEM设备可能呈现可变电阻以及可变电容的属性。换句话说，CEM设备的阻抗特性可能包括电阻和电容分量二者。例如，在金属状态下，CEM设备可以包括可能接近零的相对低电场，并因此可能呈现可同样接近零的实质低电容。类似地，在相对绝缘/较高阻抗状态下(其可以由较高密度的束缚或相关电子实现)，外部电场能够穿透CEM，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种构造开关设备的方法，包括：由第一导电材料形成衬底；将所述衬底暴露于至少第一试剂以抑制在所述衬底的界面表面处形成氧化层；以及在所述衬底上方形成一层或多层相关电子材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.12 US 15/207,7081.一种构造开关设备的方法，包括：由第一导电材料形成衬底；将所述衬底暴露于至少第一试剂以抑制在所述衬底的界面表面处形成氧化层；以及在所述衬底上方形成一层或多层相关电子材料。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述一层或多层相关电子材料上方形成第二导电材料之前，将所述一层或多层相关电子材料中的至少一层暴露于第二试剂以抑制在所述一层或多层相关电子材料的所述至少一层和所述第二导电材料的之间的界面表面处形成氧化层。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第二试剂提供氧气屏障材料，所述氧气屏障材料被沉积在所述一层或多层相关电子材料的顶层处。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第二试剂包括气态氨、一氧化氮、一氧化二氮、或其组合。5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中，所述第一导电材料和所述第二导电材料包括基本上相似的材料。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一导电材料包括氮化钛。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，将所述衬底暴露于至少第一试剂包括形成所述衬底的一个或多个较高导电性上层。8.根据权利要求7所述的方法，其中，形成所述衬底的所述一个或多个较高导电性上层包括在所述衬底上方形成氧气屏障挡层。9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，将所述衬底暴露于所述至少第一试剂包括在气态环境中对所述衬底进行退火。10.根据权利要求9所述的方法，其中，将所述衬底暴露于所述至少第一试剂包括在包括NH3、N2、NO、N2O或其任何组合的气态环境中进行退火。11.根据权利要求7至10中任一项所述的方法，其中，将所述衬底暴露于所述至少第一试剂使得在所述衬底上方形成一层或多层NiTiOxNy。12.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，形成所述一层或多层相关电子材料包括利用原子层沉积工艺、化学气相沉积工艺、或溅射沉积工艺、或旋涂沉积工艺、或其任何组合。13.一种制造开关设备的方法，包括：在导电衬底上方形成一层...

【专利技术属性】
技术研发人员：金柏莉·盖伊·里德，卢西恩·斯弗恩，
申请(专利权)人：ARM有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB